バルトネラ感染症。 治療と薬剤耐性

Bartonellosisの抗生物質治療

抗生物質によるBartonella感染症の治療は、疾患の臨床像と患者の免疫状態に依存するので、治療のための現在の推奨事項は、それぞれの臨床状況に適合させる必要があります。

抗生物質感受性試験技術

寒天希釈法 Bartonella分離株のin vitro抗生物質感受性試験には、Maurinらによって以前に記述されたように、寒天希釈法が使用されている。 Bartonella属菌は5%羊血を添加したColumbia寒天培地で培養した。 この培養物には、さらに目的の抗生物質の2倍連続希釈液を添加した。 5日間培養後、細胞を採取し、リン酸緩衝液（pH7.4）に懸濁した。 細菌懸濁液の10倍希釈液は、McFarland 0.5標準と同等の濃度で抗生物質アッセイに使用した。この濃度は、コロニー形成単位法を用いて決定した、およそ106コロニー形成単位/mlに相当する。 各菌懸濁液の合計10µlを血液補足寒天培地にプレーティングした。 プレートを37℃、5% CO2雰囲気で培養した。 5日間培養後、抗生物質を含まない寒天培地での増殖と比較し、細菌の増殖を評価した。 最小発育阻止濃度（MIC）は、5日間培養後に発育が阻止される最初の抗生物質濃度と定義した。 抗生物質の勾配は、ストリップの直下に安定した連続的かつ指数関数的な抗生物質の濃度勾配をカバーしている。 インキュベーション後、細菌の増殖が目に見えるようになると、ストリップを中心とした対称的な阻害楕円が見られるようになる。 MIC（単位：μg/ml）は、楕円の縁がストリップと交差する部分の目盛りから直接読み取ります。 Bartonella属菌はColumbia 5%羊血液寒天培地で培養し、製造元が推奨する抗生物質別のEtestストリップを用いて、すべてのBartonella属菌の抗生物質感受性試験を実施する。 MICは5〜12日間の培養後に測定される（図1）。 これまでの研究で、Etestを用いたMICの結果は信頼性が高く、寒天平板希釈法を用いた結果とよく相関していることが示されている。

抗生物質感受性結果

in vitro試験に基づいて、Bartonella種は、ペニシリンおよび他のセファロスポリン系化合物を含む多くの抗生物質に感受性があります（例． アミノグリコシド、クロラムフェニコール、テトラサイクリン、マクロライド化合物、リファンピン、フルオロキノロン、コトリモキサゾール）。 しかし、in vitroでの感受性の結果は、in vivoでの患者のデータと一貫して相関していない。例えば、ペニシリンはin vitroでは非常に低いMICが観察されたにもかかわらず、in vivoでの有効性はない。 寒天培地による感受性試験でも、多くの抗生物質がin vitroではBartonella属菌に対して静菌的でしかないことが示された。 これまでの研究で、in vitroではアミノグリコシドが液体培地あるいは内皮細胞で増殖したBartonella属菌に対して殺菌性を示す唯一の抗生物質であることが明らかにされている。

Mechanisms of Resistance to Antibiotics in Bartonella

抗菌剤が作用する主なメカニズムは、核酸合成の妨害、リボソームへの結合、細胞壁合成および葉酸代謝の阻害です。 細菌は2つの遺伝的プロセスによって、抗生物質に対する耐性を獲得することができる。 第一に、突然変異と選択（垂直的遺伝子伝達）、第二に、株や種間の遺伝子の交換（水平的遺伝子伝達）である。 Bartonella属を含む細胞内細菌では、抗生物質耐性は主に自然変異や標的遺伝子の内在性変異（＝垂直的遺伝子導入）によるものであり、これについては後ほど概説する。 しかし、最近我々は、Bartonella rattaustralianiとB. henselaeや根粒菌を含む他の細菌との間で、共役プラスミドの横方向の遺伝子伝達の可能性を初めて明らかにした。

天然抗生物質耐性 オーストラリアの哺乳類から分離された20株のBartonellaのフルオロキノロンに対する感受性の不均質性を調べたところ、Bartonellaは哺乳類から分離された20株のフルオロキノロンに対する感受性の不均質性が明らかになった。 この研究では，in vitroではciprofloxacinがofloxacinよりも有効であることを見出した。 この不均一性は、gyrAのキノロン耐性決定領域（QRDR）の自然変異（Ser 83→Ala）に関連していた。 興味深いことに、インシリコゲノム解析の結果、3種のBartonella（B. bacilliformis, B. quintana, B. henselae）に存在するgyrAのQRDR領域の83位（Ser 83→Ala）に天然変異が存在することが明らかになった。 多くの研究により、gyrAの83位にセリン残基を持つ菌は通常フルオロキノロン系抗菌薬に感受性であり、この重要な位置にアラニンが存在すると、通常これらの抗菌薬に対して自然耐性となることが示されています。

同様に、エリスロマイシン耐性の原因となる23S rRNAコード化遺伝子のA2059G転移が、CSD患者の15個のリンパ節のうち1個で検出されました。 このリンパ節は，切除前に抗生物質による治療を受けていない10歳の女性から切除されたものであり，自然に発生するエリスロマイシン耐性株がヒトに感染する可能性を示唆している。

In vitro抗生物質耐性 近年，B. henselae，B. quintana，B. bacilliformisにおいて，特定の抗生物質耐性変異の特徴が，試験管内の連続継代数により選択されている（Table 1）。

Bartonella属では、in vitroの研究において、異なるエリスロマイシン耐性機構（図2A）が報告されている。 以前、我々はin vitroで16回目の継代で得られたB. quintanaの完全エリスロマイシン耐性株が、リボソーム蛋白質L4に27塩基の繰り返し挿入を有し、蛋白質の高度保存領域のアミノ酸R71とA72の間に9個の繰り返しアミノ酸が挿入されていることを明らかにした。 最近、我々はB. henselae Marseille株や他のB. henselaeエリスロマイシン耐性変異体において、23S rRNAコード遺伝子とL4リボソーム蛋白質にいくつかの変異があることをin vitroで報告した。 23S rRNAコード遺伝子の変異のほとんど（例えば、A2058G、A2058C、C2611T）は、以前に他の細菌でエリスロマイシン耐性を付与することが示されている。 我々は、B. henselaeのエリスロマイシン耐性変異体において、L4リボソームタンパク質の2つの異なる位置（G71RとH75Y）にアミノ酸変異を見いだした。 また、B. bacilliformisのエリスロマイシン耐性株におけるA2058G変異も我々のチームによって報告されている。 さらに最近の研究では，猫から分離されたB. henselaeに対して，アジスロマイシンは2回目の継代までしか有効でないことが明らかになった． アジスロマイシン耐性B. henselae変異株は，親株と比較して23S rRNAコード化遺伝子の2058位（A2058G，大腸菌番号）に均質な1塩基置換を有しており，この変異株はアジスロマイシンに耐性であった．

B. henselaeのgentamicin耐性株をin vitroでも選別した． ゲンタマイシン耐性の候補遺伝子である16S rRNAコード化遺伝子（図2A）を配列解析により特徴付けた。 B. henselaeのゲンタマイシン耐性変異体は、ダブルA/Gピークで示されるように、16S rRNAエンコード遺伝子にA1408G変異を有していた。 また、この変異は他の細菌種のゲンタマイシン耐性臨床分離株で最も頻繁に見出される変異である。 我々はin vitroでゲンタマイシン耐性変異体を得たが、この変異体は9回継代（18週間）後に得られたものであり、このようなゲンタマイシン耐性株の選択はin vivoでは起こりえないことが示唆された。

フルオロキノロン系抗菌薬は，ヒトおよび動物医療におけるBartonella感染症の治療に広く使用されている。 しかし，フルオロキノロン系抗菌薬にはgyrA変異による低抵抗性が内在しており，バルトネラ症の治療にはフルオロキノロン系抗菌薬のみを使用すべきではない。 また，フルオロキノロン系抗菌薬に対する高度の耐性は，in vitroで容易に獲得される。 キノロン系抗菌薬に対する耐性の発現には、標的酵素の改変が最も支配的であると考えられる（図2B）。 大腸菌のgyrAのコドン67-106の小領域をQRDRと命名した。 QRDR領域の変異は、フルオロキノロン系抗菌薬に自然耐性を持つ種で見られた。 2003年、Minnickらはciprofloxacinに耐性を示すB. bacilliformis変異体を分離し、その特徴を明らかにした。 この株は、gyrA遺伝子の549位（大腸菌の番号付け）にCからTへの転移を有し、gyrAの予測アミノ酸変化Asp87→Asnをコードしている。 この同じ変異（Asp 87→Asn）は、最近、B. henselaeとB. quintanaのciprofloxacin耐性株にも見出されている（表1）。

また、猫から分離したB. henselaeは、プラドフロキサシンとエンロフロキサシン（ともに主に動物医療で使用されるフルオロキノロン系薬剤）に対して、異なる継代回数で耐性を示すことが最近の研究により明らかとなった。 プラドフロキサシンおよびエンロフロキサシン耐性変異体は、親株のB. henselaeと比較して、gyrAの83位（大腸菌番号）のアミノ酸がセリンからバリンに変更されていた。

最後に，我々のグループによるB. bacilliformisとB. quintanaのリファンピン耐性株のin vitro選抜（図2B）の結果，RNA polymeraseにおけるアミノ酸置換とrpoB遺伝子における点変異が証明された． これらの株は、rpoB遺伝子のリファンピン耐性決定領域のセリン531（Ser→Phe）に変異が認められた。 アミノ酸531は、他の細菌種でリファンピン耐性を付与する変異頻度が高い部位の一つである（表1）。

動物におけるバルトネラ症の治療

犬猫のバルトネラ感染症に完全に有効な抗生物質はないことが示されている。 Kordickらの以前の研究では、ドキシサイクリンとエンロフロキサシンが猫のバルトネラ感染症に有効であるように見えた。 この研究では，エンロフロキサシン22.7 mgを12時間ごとに，ドキシサイクリン25 mgを12時間ごとに経口投与し，治療期間は14～28日間であった． 自然感染した慢性感染猫の菌血症は，エンロフロキサシンで治療した14頭中9頭から，ドキシサイクリンで治療した8頭中2頭から消失することに成功した． 興味深いことに、細胞内浸透性に優れたマクロライド化合物であるアジスロマイシンは、B. henselae感染症の犬猫の治療に選択される薬剤となっているようである。 しかし、この治療法では抗生剤の休薬後に再発することも報告されている。 猫の治療にはドキシサイクリンとエンロフロキサシンが、犬の治療にはドキシサイクリンやアジスロマイシンを含むフルオロキノロンが使用されることがある。 しかし、多くの異なる治療レジメンがテストされているため、フルオロキノロン単独または組み合わせの有効性について結論を出すことは困難です。 最後に、猫のノミに対する治療も、ヒトへの感染を避けるために重要である。

ヒトにおけるバルトネラ症の治療

バルトネラ属菌による感染に対する治療勧告は、表2に記載したとおりである。 ドキシサイクリンとエリスロマイシンは、ヒトのバルトネラ感染症の治療に最も頻繁に推奨される抗生物質であるが、ペニシリン、ゲンタマイシン、セフトリアキソン、シプロフロキサシン、アジスロマイシンの使用後に臨床改善が見られると報告されている。

猫ひっかき病は、一般的に抗生物質療法にあまり反応しません。 典型的で合併症のないCSDの治療に対して、多くの抗菌剤の有効性が評価された報告が多数あります。 ほとんどの研究者は、抗生物質治療による利益を観察していないが、一方で、シプロフロキサシン、リファンピン、コトリモキサゾールが有効であるかもしれないという逸話的報告がなされている。 Bassらによって行われたヒトにおけるCSDの抗生物質治療に関する前向き無作為二重盲検プラセボ対照試験では、5日間経口投与されたアジスロマイシンは、治療開始後4週間のリンパ節サイズの縮小に有効であると考えられています。

典型的なCSDでは、アジスロマイシンが大きくかさばるリンパ節腫脹を持つ患者に有用であるとしても、抗生物質による治療は推奨されません。 CSDの非典型的な症状に対しては、抗生物質による治療が必要であり、神経網膜炎や脳症に対しては、ドキシサイクリンとリファンピンの併用が提案されている。

第一次世界大戦中、塹壕熱にかかった兵士は、抗生物質による治療を受けない限り、感染は治まりました。 しかし、第二次世界大戦後、テトラサイクリンまたはクロラムフェニコールによる一部の塹壕熱患者の治療の成功が報告されましたが、これらのデータは逸話にとどまっています。 Foucaultらによる無作為化臨床試験では、B. quintana菌血症のエピソードを持つホームレスは、ゲンタマイシンとドキシサイクリンの併用で治療されるべきであると報告された。 その結果，治療した患者9人中7人で菌血症が消失したのに対し，未治療の対照者11人中2人で菌血症が消失したことが示された． 急性B. quintana菌血症の患者は，ゲンタマイシンとドキシサイクリンの併用で28日間治療することが可能であった。

Bartonella心内膜炎の治療は、これらの患者の死亡率と弁膜症手術が高いため、非常に重要である。 Raoult et al. は，アミノグリコシド系抗生物質とβ-ラクタム系抗生物質との併用や他の抗生物質との併用で患者の回復率が高くなることを報告している． 従って、Bartonella心内膜炎患者に対する推奨は、doxycycline 6週間＋gentamicin 14日間である。

桿状血管腫症とPHは、第一選択の抗生物質治療として、エリスロマイシンを3～4ヶ月間投与する必要があります。 エリスロマイシンはバルトネラ菌に対する抗菌活性を有するが、内皮細胞に対する抗血管新生作用もあることが証明されており、これがin vivoでの良好な活性に寄与している可能性がある。 代替レジメンとしてDoxycyclineを使用することができる。

ペニシリンG、クロラムフェニコール、テトラサイクリン、ストレプトマイシン、エリスロマイシンは、B. bacilliformisによるOroya熱の治療に使用されています。 フルオロキノロン系抗菌薬もオロヤ熱の治療に成功しているが、Bartonella属にはDNAジャイレースの内在性変異によりフルオロキノロン系抗菌薬に対する耐性が低いため、単独使用は推奨しない。 代替治療として、クロラムフェニコール単独、またはβ-ラクタム薬やシプロフロキサシンとの併用が考えられます。

1975年以降、リファンピンがverruga peruanaの治療薬として選ばれるようになりました。 しかし，リファンピン治療の失敗も報告されており，これはin vitroで容易に得られる耐性株が原因である可能性がある。 我々の最近の研究では、カリオン病の慢性期の治療には、ドキシサイクリンとゲンタマイシンの併用が望ましいレジメンであると推奨している。